Ảnh hưởng của tưới ngập đến hàm lượng lưu huỳnh dễ tiêu trong đất lúa vùng đồng bằng sông Hồng

KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 53 (6/2016) 3
BÀI BÁO KHOA HỌC 
ẢNH HƯỞNG CỦA TƯỚI NGẬP ĐẾN HÀM LƯỢNG LƯU HUỲNH 
DỄ TIÊU TRONG ĐẤT LÚA VÙNG ĐỒNG BẰNG SÔNG HỒNG 
Đinh Thị Lan Phương1 
Tóm tắt: Lưu huỳnh (S) là một trong những nguyên tố dinh dưỡng quan trọng đối với cây trồng, 
đặc biệt là lúa gạo. Gần đây, mặc dù đã được bổ sung thường xuyên qua phân bón hóa học nhưng 
hàm lượng S trong đất canh tác lúa ở một số nơi vẫn thường bị thiếu hụt, làm ảnh hưởng đến năng 
suất và chất lượng lúa gạo. Ngập nước là một trong những nguyên nhân làm giảm nguồn cung cấp 
S cho lúa. Trong môi trường khử, lưu huỳnh thường ở dạng S2- gây độc cho rễ lúa. Nghiên cứu đã 
thực hiện các thí nghiệm trên cánh đồng trồng lúa vùng Tiên Lữ, Hưng Yên trong 2 vụ canh tác 
Đông xuân và Hè thu năm 2015. Khu thí nghiệm có môi trường đất trung tính (pH 6,5÷6,9), thành 
phần cơ giới thịt trung bình, chất hữu cơ 1,1%. Lưu huỳnh 11,53 mg/100g đất. Thí nghiệm được 
theo thực hiện chế độ nước ngập thường xuyên với lớp nước mặt ruộng 7÷10cm. Kết quả nghiên 
cứu cho thấy nếu đất ngập nước thường xuyên sẽ làm thế oxi hóa khử giảm mạnh (30÷50mV), hàm 
lượng lưu huỳnh dễ tiêu trong đất giảm (0,31÷0,58 mg/100g đất), hạn chế nguồn cung cấp lưu 
huỳnh cho cây lúa. Thời gian ngập nước càng lâu, môi trường khử càng gia tăng dẫn đến nguy cơ 
giảm mạnh lưu huỳnh dễ tiêu và làm tăng thêm các độc tố H2S, HS
-, S2-... trong đất, hạn chế sinh 
trưởng và năng suất lúa. 
 Từ khóa: Tưới ngập, dinh dưỡng, thế oxi hóa khử, lưu huỳnh dễ tiêu. 
1. ĐẶT VẤN ĐỀ1 
Nguyên tố lưu huỳnh xét về nhu cầu dinh 
dưỡng cho cây trồng chỉ đứng thứ tư sau các 
nguyên tố N, P, K. Lượng S trung bình mà cây 
trồng sử dụng để phát triển và sinh trưởng bằng 
2/3 so với khối lượng lân (Papanicov, 1977). 
Trong môi trường đất lúa ngập nước, S vô cơ 
tồn tại phổ biến ở các dạng HS-, H2S, S
2-, SO4
2-; 
tại vùng đất phù sa trung tính ít có khả năng 
xuất hiện H2S, nhưng tại vùng đất chua thì có 
thể xuất hiện độc tố này. Dạng tồn tại của S phụ 
thuộc nhiều vào thế oxi hóa khử (Eh) và độ pH 
trong đất (F.N. Ponnamperuma, 1985). Ngập 
nước liên tục làm đất lúa luôn ở trạng thái no 
ẩm, khí oxi bị nước đẩy ra khỏi các lỗ rỗng của 
đất, dẫn tới thế oxi hóa khử của đất giảm mạnh. 
Đất ngập nước luôn là môi trường hoạt động 
mạnh của các vi khuẩn yếm khí, vì vậy các hợp 
chất vô cơ, hữu cơ chứa S và S dễ tiêu bị vi 
khuẩn phân hủy thành các hợp chất dạng khử 
1 Khoa Môi trường, Trường Đại học Thủy Lợi. 
như H2S, HS
-, S2- và metyl mecaptan (S.Yoshida 
và M.R. Chaudhry, 1979). Đây là những độc tố 
có thể làm thối rễ, ảnh hưởng đến sự sinh trưởng 
và năng suất của lúa (S.Yoshida và M.R. 
Chaudhry, 1979). 
Khử sunphat xảy ra với sự tham gia của các 
vi khuẩn khử lưu huỳnh như vi khuẩn 
Deslufovibrio sử dụng sunphat làm chất nhận 
electron trong quá trình hô hấp kị khí: 
SO4
2- + 10H+ + 8e- H2S + 3H2O 
4H2 + SO4
2- H2S + 2H2O + 2OH
- 
2CH3CHOHCOO
- + SO4
2- + 3H+ 2CH3COO
- 
+ 2CO2
- + H2O + HS
- 
CH3COO
- + SO4
2- 2CO2 + 2H2O + HS
- 
Thế oxi hóa khử của đất sẽ tăng lên khi mặt 
ruộng được rút cạn (do oxi không khí khuếch 
tán vào đất), lúc này các vi khuẩn háo khí (như 
vi khuẩn Beggiatoa mirabilis) hoạt động mạnh 
hơn, chuyển hóa các hợp chất chứa S lên dạng 
oxi hóa (SO4
2-) là nguồn dinh dưỡng quan trọng 
cho cây lúa. 
KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 53 (6/2016) 4 
2H2S + O2 2H2O + S2 
2H2O + S2 + 3O2 4H
+
 + 2SO4
2- 
Dựa theo kết quả nghiên cứu về S tổng số 
trong đất ở Việt Nam của các tác giả Bùi Thế 
Vĩnh, Cao Liêm, Vũ Hữu Yêm (1996) cho thấy 
đất phù sa sông Hồng có hàm lượng S tổng số 
vẫn ở mức trung bình thấp, khi tính cả lượng S 
bị rửa trôi lượng S cần hoàn trả cho đất có thể 
cần đến 60 ÷ 110 kg/ha. Lý do là S dễ tiêu được 
cây trồng hấp thu và dễ bị rửa trôi khỏi bề mặt 
tích điện âm của keo đất. Tuy nhiên, bón thừa S 
cũng có thể gây độc cho cây, thường ảnh hưởng 
thông qua tác động của sự hình thành H2S (Lê 
Văn Khoa, 2005). 
Bón phân trong canh tác lúa làm S tổng số 
trong đất dư thừa nhưng S dễ tiêu lại bị thiếu 
hụt, do: một phần là thức ăn cho cây lúa, một 
phần bị rửa trôi khỏi bề mặt tích điện âm của 
keo đất, một phần chuyển hóa thành S dạng khử 
(H2S, HS
-, S2-) trong đất lúa ngập nước (Võ 
Minh Kha, 1980). 
Tưới ngập truyền thống vẫn đang được duy 
trì trong canh tác lúa ở vùng đồng bằng sông 
Hồng. Đất lúa ngập nước là điều kiện thuận lợi 
cho vi khuẩn yếm khí phân hủy các chất hữu cơ, 
đây cũng là nguyên nhân chính làm phát thải khí 
nhà kính CH4 và tạo ra các độc tố HS
-, S2-, Fe2+, 
Mn2+ gây hại cho lúa (S.Yoshida và M.R. 
Chaudhry, 1979). 
Bài báo này đề cập đến ảnh hưởng của tưới 
ngập đến hàm lượng S dễ tiêu trong đất lúa phù 
sa trung tính, không được bồi hàng năm của 
vùng đồng bằng sông Hồng, thông qua thực 
nghiệm theo dõi diễn biến hàm lượng SO4
2- 
trong công thức tưới ngập ngoài đồng ruộng và 
trong phòng. 
2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP 
NGHIÊN CỨU 
2.1. Đối tượng nghiên cứu 
Đất nghiên cứu là đất ruộng chuyên canh tác 
lúa tại cánh đồng lúa xã An Viên, huyện Tiên 
Lữ, tỉnh Hưng Yên. 
Một số tính chất lý hóa của đất nghiên cứu 
được tóm tắt trong bảng sau: 
Bảng 1. Thông số về tính chất lý hóa của đất 
Chỉ số Giá trị 
pH 6,5 ÷ 6,9 
Dung tích hấp phụ 
cation 
14 meq/100g đất 
Hàm lượng hữu cơ 1,1% 
Hàm lượng nitơ 0,9% 
Thành phần cơ giới Đất thịt trung bình 
 Sunphat (SO4
2-) 11,53 mg/100gam đất 
2.2 Phương pháp nghiên cứu 
2.2.1. Thí nghiệm trong phòng 
Mẫu đất được lấy trên nhiều thửa ruộng 
thuộc cánh đồng xã An Viên (Tiên Lữ), độ sâu 
0÷40cm. Đất sau khi lấy về được xử lí như sau: 
nhặt xác thực vật, trộn lẫn, phơi khô tự nhiên, 
sau đó nghiền mịn rồi cho qua rây 1mm. Thí 
nghiệm tiến hành trong chậu, cho đất ngập nước 
thường xuyên 4÷5 cm. Thời gian thực hiện thí 
nghiệm trong 2 đợt; đợt 1: từ tháng 2 ÷ 5/2015 
và đợt 2: từ tháng 6 ÷ 9/2015. Mẫu đất được tiến 
hành quan trắc và lấy mẫu phân tích theo chu kì 
15 ngày/lần. Số lần lặp của một đợt: 03, tổng số 
lần lặp cả hai đợt 06. 
Tổng số lần lấy mẫu thí nghiệm: 10, tổng số 
mẫu phân tích: 30. 
2.2.2. Thí nghiệm đồng ruộng 
Địa điểm thực hiện: Cánh đồng xã An Viên, 
Tiên Lữ, Hưng Yên 
Bố trí thí nghiệm: Giống lúa Khang Dân 18 
có thời gian sinh trưởng 90÷100 ngày được gieo 
cấy trên khu thí nghiệm trong các vụ đông xuân 
và hè thu năm 2015. Mỗi ô ruộng có diện tích 
360m2, tổng số 02 ô ruộng. Chế độ phân bón và 
chăm sóc được áp dụng như sản xuất đại trà 
theo trung tâm khuyến nông tỉnh Hưng Yên 
khuyến cáo. Chế độ nước trong ruộng được duy 
trì lớp nước trung bình 7÷10 cm (kỹ thuật tưới 
tưới ngập) riêng thời điểm mưa, lớp nước trong 
ruộng có thể lên tới 10÷15cm. Lớp nước trên 
ruộng được đo tại mỗi lần lấy mẫu. 
Các chỉ tiêu phân tích đất bao gồm Eh, pH, 
SO4
2-. Mẫu đất được lấy trong các ô ruộng thí 
nghiệm để phân tích các chỉ tiêu trên vào 5 thời 
kỳ sinh trưởng của lúa: đổ ải, bén rễ hồi xanh, 
KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 53 (6/2016) 5
đẻ nhánh, làm đòng và trỗ bông. Nghiên cứu 
này đã thực hiện lấy mẫu đất vào các thời điểm 
như sau: Vụ đông xuân: đổ ải (15/2/2015), bén 
rễ hồi xanh (25/2/2015), đẻ nhánh (12/3/2015), 
làm đòng (27/4/2015), trỗ bông (17/5/2015). Vụ 
hè thu: đổ ải (10/6/2015), bén rễ hồi xanh 
(20/6/2015), đẻ nhánh (5/7/2015), làm đòng 
(20/7/2015), trỗ bông (10/8/2015). 
Mẫu đất được lấy ở độ sâu 10 cm so với tầng 
đất mặt, cách lấy mẫu ngẫu nhiên theo phương 
pháp đường chéo (5 vị trí/1 ô ruộng). Mỗi lần 
lấy mẫu tại 10 vị trí/2 ô ruộng. 
Tổng số lần lấy mẫu thí nghiệm trong hai vụ 
canh tác: 10, tổng số mẫu phân tích: 100. Mỗi 
mẫu được phân tích lặp lại 3 lần 
Các chỉ tiêu được tiến hành đo đạc và phân 
tích gồm: Eh, pH, SO4
2- 
Thế Eh và giá trị pH được đo bằng máy đo 
điện cực ORP hãng Toledo. 
Phân tích chỉ tiêu SO4
2- trong đất được áp 
dụng phương pháp đo độ đục dựa trên sự hình 
thành BaSO4 dạng keo sau khi đưa BaCl2 với 
chất đệm là axit citric vào mẫu, sau đó thực hiện 
so màu trên máy đo quang DR 2700. 
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 
3.1. Lớp nước mặt ruộng 
Bảng 2. Lớp nước mặt ruộng đo được tại các thời kì sinh trưởng của lúa 
TT Thời kì 
Lớp nước ngập trên mặt 
ruộng vụ Đông xuân (cm) 
Lớp nước ngập trên mặt ruộng vụ 
Hè thu (cm) 
1 Đổ ải 7,5 7,0 
2 Bén rễ hồi xanh 
(10 ngày sau cấy) 
7 6,5 
3 Đẻ nhánh (25 ngày) 8,5 9,5 
4 Làm đòng (40 ngày) 9,5 10,5 
5 Trỗ (60 ngày) 8 10 
Diễn biến lớp nước ngập trên mặt ruộng 
trong quá trình sinh trưởng và phát triển của lúa 
trong hai vụ được tổng hợp trên đồ thị sau: 
Như vậy trong giai đoạn sinh trưởng, lớp 
nước mặt ruộng tại các thời kì đổ ải, bén rễ, đẻ 
nhánh, làm đòng và trỗ bông luôn ở mức ngập 
sâu hơn 7cm, cao nhất tại thời kì làm đòng, lớp 
nước sâu đến 10,5cm tại vụ Hè thu, do có mưa 
vào tháng 8 với lượng mưa trên 100 mm (Trạm 
khí tượng Thường Tín, 2015) 
3.2. Kết quả thí nghiệm trong phòng 
Bảng 3. Kết quả đo Eh, pH, SO4
2- trung bình của công thức thí nghiệm trong phòng 
Thời gian 
ngập nước 
Eh (mV) pH 
SO4
2- 
(mg/100g đất) 
Độ lệch 
chuẩn (σ) 
Hệ số tương quan 
pearson r 
15 ngày -203 6,69 11,37 0,01 0,85 
30 ngày -215 6,34 11,20 0,01 0,82 
45 ngày -235 6,28 11,08 0,01 0,87 
60 ngày -246 6,25 10,92 0,02 0,89 
75 ngày -256 6,21 10,79 0,01 0,80 
Các giá trị Eh, pH, SO4
2- trung bình của công thức thí nghiệm trong phòng được biểu diễn trên 
các đồ thị 1a và 1b. 
KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 53 (6/2016) 6 
Hình 1a. Diễn biến thế Eh của công thức đất ngập nước trong phòng. 
Hình 1b. diễn biến pH và nồng độ SO4
2- của công thức đất ngập nước trong phòng 
Sau khi ngập nước 15 ngày, Eh đất ở mức -
203mV, pH = 6,69; [SO4
2-] = 11,37 ± 0,01 
mg/100g. Sau 30 ngày Eh giảm xuống -215mV; 
[SO4
2-] = 11,20 ± 0,01 mg/100g. Cho thấy, Eh, pH 
và nồng độ SO4
2- đều có xu hướng giảm trong đất 
ruộng ngập nước. Thời gian ngập càng lâu thì các 
chỉ tiêu Eh, pH và nồng độ SO4
2- đều có xu hướng 
giảm càng mạnh. Sau 75 ngày ngập nước, pH 
giảm từ 6,69 xuống 6,21; Eh giảm từ -203 mV 
xuống còn -256 mV; [SO4
2-] giảm từ 11,37 xuống 
còn 10,79 mg/100g. Hệ số tương quan Pearson 
trong khoảng 0,80 ÷ 0,92 cho thấy mối tương 
quan khá chặt chẽ giữa thế Eh và hàm lượng SO4
2. 
3.3. Kết quả thí nghiệm đồng ruộng 
Bảng 4. Kết quả Eh, pH, SO4
2- trung bình của công thức 
thí nghiệm đồng ruộng trong hai vụ 
Thời kì 
Eh 
(mV) 
pH 
SO4
2- 
(mg/100g đất) 
Độ lệch chuẩn 
(σ) 
Hệ số tương 
quan pearson r 
(1) Đổ ải -230 6,54 10,86 0,01 0,92 
(2) Bén rễ hồi xanh 
(10 ngày sau cấy) 
-239 6,43 11,01 0,01 0,89 
(3) Đẻ nhánh (25 ngày) -245 6,35 10,79 0,02 0,90 
(4) Làm đòng (40 ngày) -253 6,28 10,27 0,01 0,87 
(5) Trỗ (60 ngày) -260 6,22 10,31 0,01 0,85 
Các kết quả Eh, pH, SO4
2- trung bình của công thức thí nghiệm đồng ruộng trong 2 vụ được biểu 
diễn trên các đồ thị 2a và 2b dưới đây. 
Hình 2a. Diễn biến thế pH và nồng độ SO4
2- của ruộng tưới ngập. 
Hình 2b. Diễn biến thế Eh trong ruộng tưới ngập. 
KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 53 (6/2016) 7
Diễn biến của Eh, pH và hàm lượng SO4
2- 
trong đất ruộng ngập nước đều có xu hướng 
giảm dần. Cụ thể là tại thời kì đổ ải, các giá trị 
Eh, pH và [SO4
2-] lần lượt là: -230mV; 6,55; 
10,86 ± 0,01mg/100g. Thời kì bén rễ hồi xanh 
(sau 1 tuần) Eh, pH, [SO4
2-] xác định được 
tương ứng là: -239mV; 6,43 và 11,01 ± 
0,01mg/100g. Hàm lượng SO4
2- tăng lên 
0,15mg/100g so với diễn biến công thức trong 
phòng do thời điểm này ruộng vừa được bón lót 
và bón thúc lần một. 
Sau 25 ngày ngập nước, hàm lượng SO4
2- 
giảm xuống mức 10,79 ± 0,02mg/100g; so với 
công thức trong phòng thì lượng SO4
2- ở mức 
thấp hơn. Sở dĩ có sự chênh lệch với thí nghiệm 
trong phòng là do cây lúa tiêu thụ SO4
2- và đất 
ruộng còn bị chi phối bởi các điều kiện khác 
như: phân bón, nước tưới, rửa trôi, sự vận 
chuyển oxi vào trong đất của rễ lúa... Đến thời 
kì trỗ bông, thế Eh giảm xuống mức -230mV; 
pH = 6,22; [SO4
2-] = 10,31 ± 0,01mg/100g. 
Xu hướng giảm dần của các giá trị Eh, pH và 
[SO4
2-] cả ở công thức trong phòng và công thức 
đồng ruộng cho thấy đất lúa ngập nước tạo môi 
trường yếm khí, tăng độ chua và giảm nguồn 
dinh dưỡng S dễ tiêu. Theo định luật bảo toàn 
khối lượng, khi tổng lượng S trong đất không 
thay đổi, nếu hàm lượng SO4
2- giảm thì hàm 
lượng các độc tố H2S, HS
-, S2-, CH3SH (methyl 
captan)... sẽ tăng lên. Trong đất ruộng trồng lúa, 
tổng S = Stổng trong đất + S phân bón+ rơm rạ vụ cũ + Snước 
tưới – Srửa trôi – Scây hấp thụ. 
Khi ruộng luôn ở trong trạng thái ngập nước, 
đất sẽ thiếu hụt S dễ tiêu. Nếu bổ sung S dễ tiêu 
thông qua phân bón thì chỉ một phần được lúa 
hấp thụ, còn lại bị rửa trôi hoặc chuyển thành 
các dạng độc tố cho lúa. Vì vậy, có thời gian rút 
nước phơi ruộng sẽ hạn chế được môi trường 
khử, giảm phát thải khí nhà kính CH4, giảm bớt 
độc tố gây hại mà lại tăng hàm lượng dinh 
dưỡng S dễ tiêu cho đất lúa. 
4. KẾT LUẬN 
Nghiên cứu được thực hiện cả thí nghiệm 
trong phòng và thí nghiệm đồng ruộng trong suốt 
2 vụ lúa Đông xuân và Hè thu 2015, trên vùng 
canh tác lúa đất phù sa sông Hồng trung tính 
vùng Tiên Lữ, Hưng Yên. Kết quả nghiên cứu 
cho thấy, nếu đất ngập nước thường xuyên sẽ 
làm cho thế oxi hóa khử giảm mạnh, làm suy 
giảm hàm lượng dinh dưỡng lưu huỳnh dễ tiêu 
trong đất canh tác, hạn chế nguồn cung cấp lưu 
huỳnh cho cây lúa. Thời gian ngập nước càng lâu 
thì môi trường khử càng gia tăng dẫn đến nguy cơ 
giảm lưu huỳnh dễ tiêu càng thể hiện rõ và càng 
làm tăng các độc tố H2S, HS
-, S2-, CH3SH... trong 
đất hạn chế sinh trưởng và năng suất lúa. Kỹ thuật 
tưới làm giảm lớp nước mặt ruộng, tạo điều kiện 
cho mặt ruộng có thời gian thoáng khí sẽ không 
chỉ tiết kiệm nước, hạn chế phát thải khí nhà kính 
mà còn cải thiện điều kiện dinh dưỡng đất, bảo vệ 
môi trường đất lúa, góp phần giảm thiểu tác động 
biến đổi khí hậu toàn cầu. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
Lê Văn Khoa, (2005) “Đất ngập nước”, NXB Giáo dục. 
Shouichi Yoshida & M.R. Chaudhry (1979). “Sulfur nutrition of rice”, Soil Science and Plant 
Nutrition, 25(1), 121-134. 
International rice resarch institute (1985). “Wetland soils: Characterization, classification, and 
utilization”. 
F.N. Ponnamperuma (1985), “Chemical kinetics of wetland rice soils relative to soil fertility”, 
Wetland soils: characterization, classification, and utilization (workshop of The International Rice 
Research Institute, 1985). 
Số liệu khí tượng thủy văn (2015), Trạm Thủy Văn Thường Tín, Hà Nội. 
Võ Minh Kha (1980), “Bảo vệ và nâng cao độ màu mỡ đất phù sa sông Hồng”, Tuyển tập công 
trình nghiên cứu khoa học, Đại học Nông nghiệp I Hà Nội. 
KHOA HỌC KỸ THUẬT THỦY LỢI VÀ MÔI TRƯỜNG - SỐ 53 (6/2016) 8 
Abstract: 
INFLUENCE OF FLOOD IRRIGATION ON DIGESTIBLE SULFUR 
IN THE RED RIVER DELTA PADDY SOIL 
Among the essential elements, sulfur is very much beneficial for increasing the production of rice. 
Recently, sulfur deficiencies in rice fields have been reported in different areas of Viet Nam 
reducing rice production and quality. Sulphur deficiency mainly arises under water-logged rice 
cultivation land. Sulfur is a sulfide form under anoxic conditions in submerged paddy soils. Free 
hydrogen sulphide is generated and inhibits the rice root growth in paddy soils. The experiments 
were laid out on paddy soil in Tien Lu, Hung Yen district during cultivated seasons of 2015. The 
soil was silt loam having pH 6.5÷6.9, organic matter 1.1%, available S 11.53mg/100g soil. The 
experiments are carried under continuous water- logged condition (flood irrigation) with water 
level of 7÷10cm from field surface. The results reveal a reduced redox potential under water- 
logged condition (30÷50mV) and a reduction of soil digestible sulfur (0.31÷0.58 mg/100g soil) that 
limits sulfur nutrient source for rice. A more serious sulfur nutrient deficiency might occur due to 
anoxic conditions in submerged paddy soils by longer time. Soil toxics including H2S, HS
-, S2- 
generated have negative effects on rice yield and growth. 
Keywords: Flood irrigation, nutrition, redox potential, sulphate, digestible sulfur 
BBT nhận bài: 09/3/2016 
Phản biện xong: 08/4/2016